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Brasil
Publicações Técnicas

Comparação de Diferentes Metodologias de Análise de Estabilidade Global de um Aterro Sobre Solo Melhorado com Colunas Granulares Encamisadas com Geossintético

Resumo

Semelhantes às colunas granulares convencionais, as colunas encamisadas com geossintéticos são utilizadas para executar aterros sobre solos de baixa capacidade de suporte, com a diferença de que este sistema dispõe de um reforço geossintético capaz de atribuir uma tensão confinante ao material granular que ele envolve. Dentre as diversas metodologias, uma já foi desenvolvida e é amplamente utilizada para dimensionar essa camisa geossintética. Contudo, pouco ainda se definiu quanto a verificação da estabilidade global do aterro e dimensionamento do reforço na base do aterro, sendo a representação das colunas a maior das incógnitas perante a definição do modelo. Assim, este trabalho baseou-se na avaliação de três modelos diferentes de representar essas colunas a partir de análises de estabilidade global. Após serem feitas as análises, compararam-se os Fatores de Segurança obtidos para cada um dos modelos para determinar a correlação entre as considerações admitidas. Esse estudo permitiu observar que um dos modelos se mostrou sempre mais conservador que os demais. Além disso, foi possível supor uma correlação incipiente entre os modelos, sendo necessário elaborar mais análises para corroborar com esse resultado. Ademais, também foram realizadas algumas análises de sensibilidade dos parâmetros que levaram a compreender melhor como se comporta a superfície de ruptura frente às variáveis.

Conclusão

Com base nos cálculos efetuados, o FS calculado para o M3 foi menor do que aqueles dos outros dois modelos usados nesse trabalho. O M2 apresenta, de um modo geral, círculos de ruptura com centros abaixo da cota do topo do aterro. Esses círculos são bastante improváveis de ocorrer o que indica que os resultados encontrados nessas análises têm valores mais conservadores do que de fato se espera. Os modelos implementados não mostraram grandes variações quando a taxa de cobertura, a altura de aterro e o módulo edométrico do solo mole foram modificados. Esses parâmetros influenciam principalmente o dimensionamento da camisa de reforço geossintético, mas não tem influência sobre as análises de estabilidade nas análises desempenhadas. Adicionalmente, por mais que o aumento da altura de aterro, e então aumento dos carregamentos, implicasse em redução do FS, essa mudança também acarretaria em melhoria dos parâmetros de resistência da camada de solo mole aumentando o FS. A invariabilidade dos resultados ao se alterar a altura de aterro indica, portanto, que nenhuma dessas implicações prevalece sobre a outra para os casos estudados. Entretanto, pôde-se observar que, ao aumentar o ângulo de atrito da coluna ou a resistência não-drenada do solo mole, houve também um aumento significativo dos FS. Comparando os resultados das análises com reforço e sem reforço, observou-se que a inserção de uma geogrelha na base do aterro pode tanto aumentar quanto diminuir o fator de conversão i. Isso pode ser principalmente explicado pelo fato de que a influência do reforço à estabilidade está intimamente ligada à geometria assumida pela superfície crítica, que varia de caso a caso. Por conseguinte, um estudo futuro pode ser executado para avaliar essa geometria com maior rigor. Do dimensionamento de uma geogrelha posicionada horizontalmente na base do aterro, pode-se concluir que, em média, o FS obtido em um dos modelos pode ser relacionado ao de um outro. A conversão entre modelos se dá aplicando-se os seguintes fatores de conversão β1gg = 1,60 e β2gg = 1,32 segundo a equação 4. Para melhor aproximar os resultados, recomenda-se que sejam feitas mais análises considerando parâmetros diversos, além de realizar análises com métodos numéricos (como os de Elementos Finitos ou Diferenças Finitas).